JP3992860B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の空気調和機の制御装置として、例えば図13に示す特開昭59−183255号公報を挙げることができる。
図において、1は圧縮機、2は凝縮器、3は電動膨張弁、4は蒸発器である。5は電動膨張弁3の弁開度を調節する膨張弁制御回路で、蒸発器4の入口に設けた温度検出器5Aと出口に設けられた温度検出器5Bによって検出される蒸発器4入口、出口の温度差が一定の値となるように電気式膨張弁3の開度を制御する電気信号を出力している。6は空気調和機の圧縮機1の運転制御を行う制御回路で、設定温度を入力する設定器6Aと室温を検知する室温検出器6bとの差によって圧縮機1の運転、停止を制御している。
【0003】
次に動作を説明する。図14は従来の空気調和機の圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。空気調和機の運転状態においては、圧縮機制御回路6により設定器6Aで設定された温度と室温検出器6Bによって検出された温度を比較して圧縮機1の運転制御が行われ、膨張弁制御回路5によって温度検出器5Aおよび5Bで検出される蒸発器4の入口、出口の温度差が一定となるように膨張弁3の弁開度が制御されている。そして、時間T0 において圧縮機が停止すると圧縮機制御回路6より膨張弁制御回路5に信号が伝達され電動膨張弁3の弁開度を全開に制御する。これにより、冷媒が流れやすくなり高圧側と低圧側の圧力バランスが約数十秒間で速やかに行われることになる。そして、時間T1 において圧縮機を再始動すると圧縮機制御回路6から膨張弁制御回路5を介して電動膨張弁3に制御信号が伝達され適切な絞り状態に制御し空気調和機を通常の運転状態とすることになる。
【0004】
図15は従来の電動膨張弁の構成図である。図において、7は駆動用パルスモータで、制御回路5からの電気信号にしたがって正逆何れの方向にもほぼ任意の角度で回転させることができる。8は駆動用ネジで、駆動用パルスモータ7の出力軸の回転運動を往復運動に変換して弁9を上下動させる。10は弁座で、冷媒は弁9と弁座10の間を流れ、弁9の上下動によりこの間隔を調節して減圧量を調節することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和機は以上のように構成されているので、圧縮機1が停止した際、圧力差が生じている高圧側と低圧側の圧力をバランスするために、電動膨張弁3の開度を全開としているため、均圧する際に音が発生する問題点があった。
【0006】
また、圧縮機1が停止した際、電動膨張弁3の開度を室外ユニットの能力および容量と無関係に全開としているため、電動膨張弁3を全開とした時に均圧が確保できるよう、室外ユニットの能力および容量に応じた電動膨張弁3を搭載する必要があった。
【0007】
また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒サイクルの温度、圧力、電流のいずれかが所定の範囲以外となり圧縮機1を停止した場合でも、圧縮機1の停止した要因に依らず、電動膨張弁3の開度を空調温度による圧縮機停止の開度と同一としているため、圧縮機停止中での過負荷状態の回避ができないという問題点があった。
【0008】
また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒サイクルの温度、圧力、電流のいずれかが所定の範囲以外となり圧縮機1を一定期間停止したのち、圧縮機1を再始動させた際、室外ユニットの能力および容量と無関係に、電動膨張弁3の開度を制御するために、空調能力が低下し、冷えないまたは暖まらないという問題点があった。
【0009】
また、室内機の形態または容量と無関係に、蒸発器4の入口、出口の温度差が一定となるように電動膨張弁制御を行っているため、同上の問題があった。
【0010】
また、電動膨張弁3は、開動作および閉動作を繰り返すことにより、電動膨張弁3のもつ誤差およびバラツキによって、膨張弁制御回路部5からの設定開度指令位置との間に誤差が生じるが、この誤差を回避するため、基準位置の再設定処理を行う必要があるが、基準位置の再設定処理は、電動膨張弁3に一時的なストレスを与えるため、頻繁に行うことによって電動膨張弁3の品質低下の要因となっている。
【0011】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、圧縮機が停止した際、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ電動膨張弁による均圧時の音の発生を抑制することを目的とする。
【0012】
また、電動膨張弁の部品の共通化を図ることを目的とする。
【0013】
また、過負荷等の異常運転で圧縮機が停止した場合に、圧縮機停止中の過負荷状態の回避ができるようにすることを目的とする。
【0014】
また、過負荷等の異常運転の結果、圧縮機が停止して再始動させた場合に、空調能力が低下しないようにすることを目的とする。
【0015】
また、室内機の形態または容量に応じて電動膨張弁の制御を行うことで空調能力の低下を抑制することを目的とする。
【0016】
また、電動膨張弁の基準位置の再設定処理の頻度を減らし、電動膨張弁の品質低下を抑制することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空気調和機は、圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、凝縮器と蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、圧縮機と電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、圧縮機が停止した際、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時の音を抑えるように電動膨張弁の開度を全開でない所定の開度に設定する制御手段を備え、圧縮機が停止した際の電動膨張弁の所定開度を、定格時の室外ユニットの能力および容量に応じた開度設定としたことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1を図面を参照して説明する。図1はこの発明の実施の形態1による空気調和機の全体構成図である。図において、1は圧縮機であり、圧縮機1と、凝縮器2、電動膨張弁3、蒸発器4とを順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成している。5は凝縮器2の送風ファン、6は蒸発器4の送風ファンである。
【0019】
圧縮機1は室外機制御用マイクロコンピュータ11からの指令に基づき、圧縮機制御用リレー10を介して制御される。
【0020】
電動膨張弁3は室外機制御用マイクロコンピュータ11からの指令に基づき、膨張弁回路制御部12を介して制御される。
【0021】
7aは圧縮機1の吐出冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度検出サーミスタ、7bは凝縮器2の温度を検出する凝縮器温度検出サーミスタ、7cは凝縮器2の出口の温度を検出する凝縮器出口温度検出サーミスタであり、それぞれのサーミスタからのデータは室外機制御用マイクロコンピュータ11に取り込まれる。8aは圧力によって作動する高圧圧力スイッチであり、8bは圧力によって作動する低圧圧力スイッチである。高圧圧力スイッチ8a、低圧圧力スイッチ8bの作動状態はマイクロコンピュータ11に取り込まれる。9は温度によって作動するサーモスイッチであり、サーモスイッチ9の作動状態はマイクロコンピュータ11に取り込まれる。
【0022】
15aは室内温度の温度を検出する室内温度検出サーミスタ、15bは蒸発器4の温度を検出する蒸発器温度検出サーミスタ、15cは蒸発器4の入口の温度を検出する蒸発器入口温度検出サーミスタであり、それぞれのサーミスタからのデータは室内機制御用マイクロコンピュータ14に取り込まれる。
【0023】
13は運転指令、および冷房または暖房等の状態を選択するリモコンであり、リモコン13の設定状態の内容は、室内機制御用マイクロコンピュータ14に取り込まれる。室内機制御用マイクロコンピュータ14は、送風ファン6の制御を行うと共に、リモコン13の設定状態の内容に基づき、運転指令を室外制御用マイクロコンピュータ11に送信する。
【0024】
上記のように構成される空気調和機の動作について説明する。
まず、空気調和機が運転されると、リモコン13によって設定された温度と、室内温度検出サーミスタ15aによって検出された温度とを、室外制御用マイクロコンピュータ11が比較して、圧縮機1の運転制御が行われる。
【0025】
また、図2は圧縮機が停止した際の、電動膨張弁の開度設定による均圧時の音および、再始動時の起動特性を表した図である。図に示すように均圧時の音を最低限に抑えることができ、かつ、再始動時の起動特性を十分に確保する電動膨張弁の開度設定は、双方の曲線が交差するポイントであり、この電動膨張弁の開度をS1 とする。
【0026】
ここで、室内温度がリモコン13にて設定された温度から外れた場合、またはリモコン13によって運転停止された場合、圧縮機1を停止する。この際、凝縮器2の出口に取り付けられた電動膨張弁3の開度を、図2にて得られるS1 に設定する。
【0027】
図3は圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。図に示すように、時間T0 において圧縮機1が停止すると膨張弁回路制御部12に室外制御用マイクロコンピュータ11から信号が伝達され、電動膨張弁3の開度をS1 に制御する。そして、時間T1 において圧縮機1を再始動すると、電動膨張弁3を適切な絞り状態に制御する。
【0028】
以上の結果、圧縮機1が停止した際、前記電動膨張弁3の開度を全開でない一定の開度(S1 )に設定することで、圧縮機1が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時の音を抑えることができる。
【0029】
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を図面を参照して説明する。図4、5は実施の形態2を示す図で、図4は圧縮機と電動膨張弁の動作説明図、図5は圧縮機が停止した際の電動膨張弁の開度設定による均圧時の音及び再始動時の起動特性を表した図である。
【0030】
図5において、25aは3馬力の室外ユニットの均圧音、25bは4馬力の室外ユニットの均圧音、25cは5馬力の室外ユニットの均圧音である。均圧時の音を最低限に抑えることができ、かつ、再始動時の起動特性を十分に確保する電動膨張弁3の開度設定は、それぞれの曲線が交差するポイントであり、この電動膨張弁3の開度を3馬力の室外ユニットではS1 、4馬力の室外ユニットではS2 、5馬力の室外ユニットではS3 である。
【0031】
ここで、室内温度がリモコン13にて設定された温度から外れた場合、またはリモコン13によって運転停止された場合、圧縮機1を停止する。この際、図4に示すように、凝縮器2の出口に取り付けられた電動膨張弁3の開度を、室外ユニットの能力に応じて、図5にて得られるS1 、またはS2 、またはS3 に設定する。
【0032】
以上の結果、室外ユニットの能力および容量に応じて、圧縮機1が停止した際の、前記電動膨張弁3の一定開度を変化させることで、電動膨張弁3の部品の共通化が可能となる。
【0033】
参考例1.
以下、参考例1を図面を参照して説明する。図6、7は参考例1を示す図で、図6は電動制御弁の制御フローチャート図、図7は圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。
【0034】
図6において、まず、ステップ101にて、冷凍サイクルの温度検出を行う吐出冷媒温度検出サーミスタ7a、凝縮器温度検出サーミスタ7b、凝縮器出口温度検出サーミスタ7cのデータを取り込む。次に、ステップ102にて、冷凍サイクルの各部の圧力状態を検出する高圧圧力スイッチ8a、低圧圧力スイッチ8bの作動状態を取り込む。次に、ステップ103にて、サーモスイッチ9の作動状態を取り込む。
【0035】
次に、ステップ104にて圧縮機1が運転中であるかどうかを判定し、圧縮機1が運転中でなければ、ステップ101に戻り、冷凍サイクルの各部の温度を取り込む。
【0036】
ステップ104にて、圧縮機1が運転中であれば、ステップ105にて、ステップ101、102、103にて取り込まれたデータのいずれかが所定の範囲内であるかどうかを判定する。
【0037】
ステップ105にて、ステップ101、102、103にて取り込まれたデータのいずれかが所定の範囲内であれば、ステップ101に戻り、冷凍サイクルの各部の温度を取り込む。
【0038】
ステップ105にて、ステップ101、102、103にて取り込まれたデータが所定の範囲外であれば、ステップ106にて圧縮機1を3分間停止させるための3分タイマtをリセットした後、ステップ107にて圧縮機1を3分間停止させるためのタイマtをセット、ステップ108にて圧縮機1を停止させる。
【0039】
次に、ステップ109にて図7に示すように電動膨張弁3の開度を、開方向に設定する。
【0040】
次に、ステップ110にて、ステップ107にてセットされた圧縮機1停止用3分タイマtをデクリメントする。
【0041】
次に、ステップ111にて圧縮機1停止用3分タイマtが0となったかどうかを判定する。ステップ111にて圧縮機1停止用3分タイマtが0でなければ、ステップ108に戻り圧縮機1を停止させる。ステップ111にて圧縮機1停止用3分タイマtが0であれば、ステップ112にて圧縮機1を運転再始動させ、ステップ101に戻る。
【0042】
以上の結果、過負荷等の異常運転の場合に、室外機制御用マイクロコンピュータ11が圧縮機1を停止した際に、電動膨張弁3の開度を、開方向へと広げるように制御することができるので、圧縮機停止中での過負荷状態を回避できる。
【0043】
参考例2.
以下、参考例2を図面を参照して説明する。図8、9は参考例2を示す図で、図8は電動制御弁の制御フローチャート図、図9は圧縮機と電動制御弁の動作説明図である。
【0044】
図8において、ステップ101からステップ111までは実施の形態3と同様の内容である。
ステップ111にて圧縮機1停止用3分タイマtが0であれば、ステップ113にて室外ユニットの能力および容量を認識し、ステップ114にてステップ113にて認識した室外ユニットの能力および容量に応じた開方向の電動膨張弁開度を、電動膨張弁3に対して出力し、ステップ112にて圧縮機1を運転再始動させる。
【0045】
以上の結果、過負荷等の異常運転の場合に、室外機制御用マイクロコンピュータ11が圧縮機1を停止した後、室外機制御用マイクロコンピュータ11が圧縮機1を再始動させた際、図9に示すように、室外ユニットの能力および容量にて、電動膨張弁3の開度を開方向へと広げるように制御することができるので、空調能力の低下を抑制できる。
【0046】
参考例3.
以下、参考例3を図面を参照して説明する。図10は参考例3を示す図で、電動膨張弁の制御フローチャート図である。
【0047】
電動膨張弁3は、冷房運転の場合、室外の凝縮器温度検出サーミスタ7bと、室外の凝縮器出口温度検出サーミスタ7cで検出されたサブクール温度、また、暖房運転の場合、室内の蒸発器温度検出サーミスタ15bと、室内の蒸発器出口サーミスタ15cで検出されたサブクール温度が一定となるように制御される。
【0048】
図において、まず、ステップ201にて、室内機は形態または容量より、何℃のサブクール温度を目標にするかという内容の補正データを生成する。
【0049】
次に、ステップ202にて、室外機はステップ201で室内機にて生成された補正データを室内機より通信にて受信する。
【0050】
次に、室外機はステップ202にて得られた補正データを、ステップ203にて制御データに変換する。
【0051】
次に、室外機はステップ204にて、ステップ203にて変換された制御データにより、電動膨張弁3の制御を開始する。
【0052】
以上の結果、室外機は、室内機の形態または容量に応じて、電動膨張弁の開度制御を行うことができるので、空調能力の低下を抑制できる。
【0053】
参考例4.
以下、参考例4を図面を参照して説明する。
図11、12は参考例4を示す図で、図11は電動膨張弁の制御フローチャート図、図12は電動膨張弁の動作説明図である。
図11において、まず、ステップ301にて、リモコン13の運転モード設定内容が停止モードあるいは送風モードに変化したかを検出する。
【0054】
ステップ301にて、リモコン13の運転モード設定内容が停止モードあるいは送風モードに変化した場合は、ステップ302にて変化回数カウンタnをインクリメントする。
【0055】
次に、ステップ303にて変化回数カウンタnが10回以上となったかどうかを判定する。ステップ303にて、変化回数カウンタnが10回未満であれば、ステップ301に戻る。
【0056】
ステップ303にて、変化回数カウンタnが10回以上であれば、ステップ304にて図12に示す電動膨張弁3の開度の基準位置の設定処理を行う。
【0057】
ステップ304にて、電動膨張弁3の開度の基準位置の設定処理を終了した後、ステップ305にて変化回数カウンタn=0とし、ステップ301に戻る。
【0058】
以上の結果、電動膨張弁3の基準位置の再設定処理を頻繁に行うことなく、電動膨張弁3の品質低下を回避できる。
【0059】
【発明の効果】
この発明に係る空気調和機は、圧縮機が停止した際、電動膨張弁の開度を全開でない所定開度に設定することにより、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時に音が発生する恐れを抑制することができる。
【0060】
また、圧縮機が停止した際の電動膨張弁の開度を、定格時の室外ユニットの能力および容量に応じた開度設定とすることで、電動膨張弁の部品の共通化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の空気調和機の全体構成図である。
【図2】 実施の形態1を示す図で、圧縮機が停止した際の電動膨張弁の開度設定による均圧時の音および再始動時の起動特性を表した図である。
【図3】 実施の形態1を示す図で、空気調和機の圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。
【図4】 実施の形態2を示す図で、空気調和機の圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。
【図5】 実施の形態2を示す図で、室外ユニットの容量による圧縮機が停止した際の電動膨張弁の開度設定による均圧時の音および再始動時の起動特性を表した図である。
【図6】 参考例1を示す図で、電動膨張弁の制御フローチャート図である。
【図7】 参考例1を示す図で、空気調和機の圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。
【図8】 参考例2を示す図で、電動膨張弁の制御フローチャート図である。
【図9】 参考例2を示す図で、空気調和機の圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。
【図10】 参考例3を示す図で、電動膨張弁の制御フローチャート図である。
【図11】 参考例4を示す図で、電動膨張弁の制御フローチャート図である。
【図12】 参考例4を示す図で、電動膨張弁の動作説明図である。
【図13】 従来の空気調和機の冷凍サイクル図である。
【図14】 従来の空気調和機に使用される電動膨張弁の構成図である。
【図15】 従来の空気調和機の圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。
【符号の説明】
1 圧縮機、2 凝縮器、3 電動膨張弁、4 蒸発器、5 送風ファン、6 送風ファン、7a 吐出冷媒温度検出サーミスタ、7b 凝縮器温度検出サーミスタ、7c 凝縮器出口温度検出するサーミスタ、8a 高圧圧力スイッチ、8b 低圧圧力スイッチ、9 サーモスイッチ、10 圧縮機制御用リレー、11 室外機制御用マイクロコンピュータ、12 膨張弁回路制御部、13 リモコン、14 室内機制御用マイクロコンピュータ、15a 室内温度検出サーミスタ、15b 蒸発器温度検出サーミスタ、15c 蒸発器出口温度検出サーミスタ。
Claims (1)
- 圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、前記圧縮機と前記電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、前記圧縮機が停止した際、前記圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時の音を抑えるように前記電動膨張弁の開度を全開でない所定の開度に設定する制御手段を備え、前記圧縮機が停止した際の前記電動膨張弁の所定開度を、定格時の室外ユニットの能力および容量に応じた開度設定としたことを特徴とする空気調和機。
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